آمار

تعداد نشریات7
تعداد شماره‌ها404
تعداد مقالات5,423
تعداد مشاهده مقاله5,527,927
تعداد دریافت فایل اصل مقاله5,023,766
غفارپور جهرمی, سعید, پایان, مقداد, امرایی, زینب. (1402). تاثیر افزودنی‌‌های زئولیت و سیمان بر رفتار مکانیکی و شاخص واگرایی خاک رسی. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55(8), 1645-1660. doi: 10.22060/ceej.2023.22162.7916
سعید غفارپور جهرمی; مقداد پایان; زینب امرایی. "تاثیر افزودنی‌‌های زئولیت و سیمان بر رفتار مکانیکی و شاخص واگرایی خاک رسی". نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55, 8, 1402, 1645-1660. doi: 10.22060/ceej.2023.22162.7916
غفارپور جهرمی, سعید, پایان, مقداد, امرایی, زینب. (1402). 'تاثیر افزودنی‌‌های زئولیت و سیمان بر رفتار مکانیکی و شاخص واگرایی خاک رسی', نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55(8), pp. 1645-1660. doi: 10.22060/ceej.2023.22162.7916
غفارپور جهرمی, سعید, پایان, مقداد, امرایی, زینب. تاثیر افزودنی‌‌های زئولیت و سیمان بر رفتار مکانیکی و شاخص واگرایی خاک رسی. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 1402; 55(8): 1645-1660. doi: 10.22060/ceej.2023.22162.7916

تاثیر افزودنی‌‌های زئولیت و سیمان بر رفتار مکانیکی و شاخص واگرایی خاک رسی

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
مقاله 7، دوره 55، شماره 8، آبان 1402، صفحه 1645-1660    اصل مقاله (2.2 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2023.22162.7916
نویسندگان
سعید غفارپور جهرمی* 1؛ مقداد پایان2؛ زینب امرایی1
1دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران ، ایران
2گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
چکیده
خاک‌های واگرا عموما دارای پتانسیل بالای انقباض و تورم، نفوذپذیری کم و مقاومت اندک در برابر فرسایش بوده و لذا از نوع خاکهای مسئله دار شناخته می شوند. در این تحقیق تغییر در پتانسیل واگرایی به روش تثبیت شیمیایی با سیمان و جایگزینی بخشی از سیمان با زئولیت (به عنوان یک افزودنی دوستدار محیط‌‌زیست) در تثبیت نوعی خاک رس مورد ارزیابی قرار گرفته است چرا که استفاده از سیمان مشکلات زیست محیطی متعددی دارد. نتایج این بررسی نشان داد با جایگزینی بخشی از سیمان با زئولیت، حداکثر وزن مخصوص خشک افزایش و رطوبت بهینه کاهش می‌‌یابد که روند متفاوتی در مقایسه با تثبیت سیمانی است. همچنین رفتار نمونه در آزمایش تک محوری تحت تاثیر درصد جایگزینی سیمان با زئولیت است. نتایج آزمایش هیدرومتری مضاعف نیز نشان داد ترکیب 5 % سیمان و جایگزینی 30 % زئولیت پتانسیل واگرایی خاک را کاهش می‌‌دهد. همچنین در آزمایش‌‌های ته‌‌نشینی مشاهده شد با افزایش نسبت جایگزینی زئولیت، میزان ته‌‌نشینی افزایش می‌‌یابد که با کاهش ضخامت لایه دوگانه رس قابل توجیه است و کاهش پتانسیل واگرایی را تایید می‌نماید. آنالیزهای ریزساختاری SEM  نیز بیانگر تشکیل ژل کلسیم سیلیکات هیدراته در مخلوط بوده که باعث بهبود مشخصات مکانیکی و مقاومتی و کاهش پتانسیل واگرایی خاک رس متورم‌‌شونده شده است.
کلیدواژه‌ها
تثبیت شیمیایی؛ واگرایی؛ سیمان؛ زئولیت؛ رس
موضوعات
تثبیت خاک رسی؛ مکانیک خاک و پی
عنوان مقاله [English]
The effect of zeolite and cement additives on the mechanical behavior and dispersive index of clay soil
نویسندگان [English]
Saeed Ghaffarpour Jahromi1؛ Meghdad Payan2؛ Zeynab Amraee1
1Department of Geotechnical Engineering and Water Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University
2Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]
Some natural clay-rich soils are highly erodible by flowing water both at and below the land surface. These soils contain an abundance of clay particles that disperse (slake) and deflocculate when relatively pure water is added. Dispersive soils can cause great damage to various structures, so geotechnical engineers propose different methods to modify and stabilize these types of soils. Chemical stabilization with cement or lime is the most common method to improve the properties of dispersivity and swelling soils. Word environmental problems such as producing large amounts of heat-trapping greenhouse gases for the production of cement or lime made engineers replace them. This paper investigated the effect of replacing part of cement with zeolite (as an environmentally friendly additive) to stabilize a type of clay and the change in dispersivity potential has been evaluated. The results of this study showed that by replacing a part of cement with zeolite, the maximum dry density increases and the optimum moisture decreases, which is a different process compared to cement stabilization. The behavior of the sample in the uniaxial test was influenced by the percentage of replacement of cement with zeolite. The results of the double hydrometer test also showed that the combination of cement and zeolite reduces the potential of soil dispersion. It also observed in the sedimentation experiments that increase in the zeolite ratio, the sedimentation rate increases, which can be justified by the decrease in the thickness of the double layer of clay so confirming decrease the dispersion potential. SEM microstructural analysis also indicated the formation of hydrated calcium silicate gel in the mixture, which improved the mechanical and resistance characteristics and reduced the swelling clay dispersivity potential.
کلیدواژه‌ها [English]
Chemical Stabilization, dispersivity potential, zeolite, cement, clay
مراجع
  1. Bakaiyang, L., Madjadoumbaye, J., Boussafir, Y., Szymkiewicz, F., & Duc, M. (2021). Re-use in road construction of a Karal-type clay-rich soil from North Cameroon after a lime/cement mixed treatment using two different limes. Case Studies in Construction Materials, 15, e00626.
  2. Chiu, A. (2016). Hydration of tricalcium silicate. Project No. PHASM201, University College London, London.
  3. Mamlouk, M. S., & Zaniewski, J. P. (2006). Materials for civil and construction engineers. Upper Saddle River, NJ, USA:: Pearson Prentice Hall.
  4. Kocak, Y., Tascı, E., & Kaya, U. (2013). The effect of using natural zeolite on the properties and hydration characteristics of blended cements. Construction and Building Materials, 47, 720-727.
  5. Kordnaeij, A., Moayed, R. Z., & Soleimani, M. (2019). Unconfined compressive strength of loose sandy soils grouted with zeolite and cement. Soils and Foundations, 59(4), 905-919.
  6. Jafarpour, P., Moayed, R. Z., & Kordnaeij, A. (2020). Behavior of zeolite-cement grouted sand under triaxial compression test. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 12(1), 149-159.
  7. Mola-Abasi, H., Kordtabar, B., & Kordnaeij, A. (2016). Effect of natural zeolite and cement additive on the strength of sand. Geotechnical and Geological Engineering, 34(5), 1539-1551.
  8. Mola-Abasi, H., & Shooshpasha, I. (2016). Influence of zeolite and cement additions on mechanical behavior of sandy soil. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(5), 746-752.
  9. Turkoz, M., & Vural, P. (2013). The effects of cement and natural zeolite additives on problematic clay soils. Science and Engineering of Composite Materials, 20(4), 395-405.
  10. Iswarya, G., & Beulah, M. (2021). Use of zeolite and industrial waste materials in high strength concrete–A review. Materials Today: Proceedings, 46, 116-123.
  11. Kriptavičius, D., Girskas, G., & Skripkiūnas, G. (2022). Use of Natural Zeolite and Glass Powder Mixture as Partial Replacement of Portland Cement: The Effect on Hydration, Properties and Porosity. Materials, 15(12), 4219.
  12. Shoaib, M., Cruz, N., & Bobicki, E. R. (2022). Effect of pH-modifiers on the rheological behaviour of clay slurries: Difference between a swelling and non-swelling clay. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 643, 128699.
  13. Savaş, H. (2016). Consolidation and swell characteristics of dispersive soils stabilized with lime and natural zeolite. Science and Engineering of Composite Materials, 23(6), 589-598.
  14. Wang, L., & Song, X. (2022). Engineering geological characteristics and failures of dispersive clays in Northeast China. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 81(3), 1-18.
  15. Mola-Abasi, H., Khajeh, A., & Naderi Semsani, S. (2018). Effect of the ratio between porosity and SiO 2 and Al 2 O 3 on tensile strength of zeolite-cemented sands. Journal of Materials in Civil Engineering, 30(4), 04018028.
  16. Mohanty, S., Roy, N., Singh, S. P., & Sihag, P. (2021). Strength and durability of flyash, GGBS and cement clinker stabilized dispersive soil. Cold Regions Science and Technology, 191, 103358.
  17. Zhu, Y., Ali, A., Dang, A., Wandel, A. P., & Bennett, J. M. (2019). Re-examining the flocculating power of sodium, potassium, magnesium and calcium for a broad range of soils. Geoderma, 352, 422-428.
  18. Salimi, M., Dordsheykhtorkamani, A., Afrasiabian, A., & Khajeh, A. (2021). Incorporation of volcanic ash for enhanced treatment of a cement-stabilized clayey soil. Journal of Materials in Civil Engineering, 33(2), 04020465.
  19. Sherard, J. L., Dunnigan, L. P., & Decker, R. S. (1976). Identification and nature of dispersive soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division, 102(4), 287-301.
  20. Bell, F. G., & Maud, R. R. (1994). Dispersive soils: a review from a South African perspective. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 27(3), 195-210.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 491
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 589


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب